Исследователи разработали "вязаную" батарею для носимой электроники, которая является водонепроницаемой и гибкой. Ее можно даже разрезать на куски.
Когда кто-то думает о вязании, то они обычно не воображают свитера и шарфы из пряжи, которая может питать электроэнергией часы и лампочки. Но это именно то, о чем сообщается в ACS Nano. Исследователи разработали аккумуляторную батарею, которая является водонепроницаемой и гибкой. Ее также можно разрезать на куски, и она все еще будет работать.
Большинство людей знакомы с «умными» часами, но для пригодной для носки электроники ученые должны будут решить задачу создания устройства, которое является деформируемым, долговечным, универсальным и пригодным для носки при сохранении и поддержании заряда. Одномерное волокно или пряжа показала себя перспективной, поскольку она крошечная, гибкая и легкая. Предыдущие исследования имели некоторый успех, сочетая одномерные волокна с гибкими батареями на основе Zn-MnO2, но многие из них теряют зарядную емкость и не перезаряжаемы. Итак, исследователи захотели разработать перезаряжаемую цинково-ионную батарею, которая сохранила бы свою зарядную емкость, будучи водонепроницаемой и гибкой.
Куски гибкой, перезаряжаемой батареи-пряжи могут быть подключены последовательно для питания электролюминесцентных панельных дисплеев.
Credit: American Chemical Society
Группа скрутила волокна углеродных нанотрубок в пряжу, затем покрыла один кусок пряжи цинком для создания анода, а другую - оксидом магния для создания катода. Затем эти две части были скручены как двойная спираль и покрыты полиакриламидным электролитом и заключены в силикон. При тестировании цинково-ионная батарея-пряжа была стабильной, имела высокую емкость заряда и показала себя перезаряжаемой и водонепроницаемой. Кроме того, разработанный материал можно вязать и растягивать. Он также может быть разрезан на несколько частей, каждый из которых может приводить в действие часы. В демонстрации доказательной концепции восемь кусков отрезанной батареи-пряжи были сплетены в длинный кусок, который мог бы приводить в действие цепочку из 100 светодиодов и электролюминесцентную панель.
Источник: Hongfei Li, Zhuoxin Liu, Guojin Liang, Yang Huang, Yan Huang, Minshen Zhu, Zengxia Pei, Qi Xue, Zijie Tang, Yukun Wang, Baohua Li, Chunyi Zhi. Waterproof and Tailorable Elastic Rechargeable Yarn Zinc Ion Batteries by a Cross-Linked Polyacrylamide Electrolyte. ACS Nano, 2018; DOI: 10.1021/acsnano.7b09003